330037604-Automatizacion-Industrial-Caudalimetros-Sensores

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AUTOMATIZACIÓN
Y CONTROL
INDUSTRIAL
Automatización y Control Industrial 
Automatización y Control Industrial 
TEORÍA DE LA MEDICIÓN DE CAUDALES MEDICION DE
VOLÚMENES DE AGUA E 
 INSTRUMENTAL NECESARIO DISPONIBLE EN EL MERCADO
I. RESUMEN : 
La selección eficaz de un medidor de caudal exige un conocimiento práctico de la
tecnología del medidor, además de un profundo conocimiento del proceso y del
fluido que se quiere medir.
Cuando la medida del caudal se utiliza con el propósito de facturar un consumo,
deberá ser lo más precisa posible, teniendo en cuenta el valor económico del
fluido que pasa a través del medidor, y la legislación obligatoria aplicable en cada
caso.
En este estudio se examinan los conceptos básicos de la medida de caudal y las
características de los instrumentos de medida así como su funcionamiento y las
aplicaciones tecnológicas de algunos aparatos medidores de flujo el cual su
invención data de los años 1.800, como el Tubo Vénturi, donde su autor luego de
muchos cálculos y pruebas logró diseñar un tubo para medir el gasto de un fluido,
es decir la cuantía de flujo por unidad de tiempo. Principalmente su función se
basó en esto, y luego con posteriores investigaciones para aprovechar las
condiciones que mostraba el mismo, se llegaron a encontrar nuevas aplicaciones
como la de crear vacío a través de la caída de presión.
Después a través de los años, se hicieron aparatos como los rotámetros y los
fluxómetros que en la actualmente cuentan con la mayor en la medición del flujo.
Asimismo tener siempre presente la elección del tipo de medidor, como los
factores comerciales, económicos, para el tipo de necesidad que se tiene etc.
II. OBJETIVOS: 
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OBJETIVO GENERAL:
 Conocer la teoría sobre la medición de caudales, medición de volúmenes
de agua y el instrumental necesario disponible en el mercado.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
 Conocer los tipos de medidores de caudal y los factores para la elección
del tipo de medidor de fluido.
 Conocer los métodos volumétricos, el método velocidad/superficie, la
clasificación de una estación de aforo y las fórmulas empíricas para
calcular la velocidad -Vertederos de aforo.
 Conocer los medidores de cabeza variable, los medidores de área variable.
 Conocer los tipos de sensores de caudal.
III. TEORÍA: 
http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm#m%C3%A9todos%20volum%C3%A9tricos
http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml#tipos
http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml#medidores
http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml#cabeza
http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm#vertederos%20de%20aforo
http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm#formulas%20emp%C3%ADricas%20para%20calcular%20la%20velocidad
http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm#formulas%20emp%C3%ADricas%20para%20calcular%20la%20velocidad
http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm#clasificaci%C3%B3n%20de%20una%20estaci%C3%B3n%20de%20aforo
http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm#m%C3%A9todo%20velocidadsuperficie
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La medición de flujo en los procesos industriales se hace necesaria por dos
razones principales: 
 Para determinar las proporciones en masa o en volumen de los fluidos
introducidas en un proceso. 
 Para determinar la cantidad de fluido consumido por el proceso con el fin
de computar costos. 
El flujo de fluidos en tuberías cerradas se define como la cantidad de fluido que
pasa por una sección transversal de la tubería por unidad de tiempo. Esta cantidad
de fluido se puede medir en volumen o en masa. De acuerdo a esto se tiene flujo
volumétrico o flujo másico Los medidores volumétricos determinan el caudal en
volumen de fluido, bien sea directamente (desplazamiento) o indirectamente
(presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, tensión inducida, torbellino).
La medida de caudal en conducciones cerradas, consiste en la determinación de la
cantidad de masa o volumen que circula por la conducción por unidad de tiempo.
Los instrumentos que llevan a cabo la medida de un caudal se denominan,
habitualmente, caudalímetros o medidores de caudal, constituyendo una
modalidad particular los contadores, los cuales integran dispositivos adecuados
para medir y justificar el volumen que ha circulado por la conducción.
Los medidores de caudal volumétrico pueden determinar el caudal de
volumen de fluido de dos formas:
• Directamente, mediante dispositivos de desplazamiento positivo, o
• Indirectamente, mediante dispositivos de: presión diferencial, área variable,
velocidad, fuerza, etc.
Puesto que la medida de caudal volumétrico en la industria se realiza,
generalmente, con instrumentos que dan lugar a una presión diferencial al paso del
fluido, abordaremos en primer lugar los medidores de presión diferencial.
Esta clase de medidores presenta una reducción de la sección de paso del fluido,
dando lugar a que el fluido aumente su velocidad, lo que origina un aumento de su
energía cinética y, por consiguiente, su presión tiende a disminuir en una
proporción equivalente, de acuerdo con el principio de la conservación de la
energía, creando una diferencia de presión estática entre las secciones aguas arriba
y aguas abajo del medidor.
IV. TIPOS DE MEDIDORES DE CAUDAL. FACTORES PARA LA 
ELECCIÓN DEL TIPO DE MEDIDOR DE FLUIDO 
http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml#tipos
http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml#tipos
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Rango: 
Los medidores actualmente en el mercado consiguen medir flujos a partir varios
mililitros por segundo (ml/s) para ensayos precisos de laboratorio hasta varios
miles de metros cúbicos por segundo (m3/s) para sistemas de irrigación de agua o
agua municipal o sistemas de drenaje. Para una instalación de medición en
particular, debe conocerse el orden de magnitud general de la velocidad de flujo
así como el rango de las variaciones deseadas.
Exactitud requerida:
Cualquier medidor de flujo instalado y manipulado adecuadamente puede proveer
una exactitud dentro del 5 % del flujo real. La generalidad de los medidores en el
mercado tienen una exactitud del 2% y algunos dicen tener una exactitud de más
del 0.5%. El costo es con frecuencia uno de los factores importantes cuando se
requiere de una gran fidelidad.
Pérdida de presión: 
Debido a que la fabricación de los distintos medidores es muy desigual, éstos
suministran varias cantidades de merma de energía o pérdida de presión acorde el
fluido corre a través de ellos. Excepto unos tipos, los medidores de fluido llevan a
cabo la medición estableciendo una restricción o un dispositivo mecánico en la
corriente de flujo, produciendo así la merma de energía.
Tipo de fluido: 
El trabajo de algunos medidores de fluido se halla afectado por las propiedades y
circunstancias del fluido. Una consideración primordial es si el fluido es un
líquido o un gas. Otros elementos que pueden ser importantes son la viscosidad,
la temperatura, la corrosión, la conductividad eléctrica, la claridad óptica, las
propiedades de lubricación y uniformidad.
Calibración: 
http://www.monografias.com/trabajos14/opticatp/opticatp.shtml
http://www.monografias.com/trabajos3/corrosion/corrosion.shtml
http://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtml
http://www.monografias.com/trabajos13/visco/visco.shtml
http://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtml
http://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtml
http://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml#costo
http://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICO
http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/informe-laboratorio/informe-laboratorio.shtml
http://www.monografias.com/trabajos10/cuasi/cuasi.shtml
http://www.monografias.com/trabajos13/mercado/mercado.shtml
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Se demanda de graduación en algunos tipos de medidores. Algunos creadores
suministran una graduación en forma de una gráfica o esbozo del flujo real versus
indicación de la lectura. Algunos están equipados para hacer la lectura en forma
directa con escalas calibradas en las unidades de flujo que se deseen. En el caso
del tipo más básico de los medidores, tales como los de cabeza variable, se han
determinado formas geométricas y dimensiones estándar para las que se
encuentran datos empíricos disponibles. Estos datos relacionan el flujo con una
variable fácil de medición, tal como una divergencia de presión o un nivel de
fluido.
V. MÉTODOS VOLUMÉTRICOS 
El método más sencillo de deducir los caudales pequeños es la medición directa
del tiempo que se difiere en atestar un depósito de volumen conocido. La corriente
se despista hacia un conducto o cañería que descarga en un depósito adecuado y el
tiempo que demora su llenado se mide por medio de un cronómetro. Para los
caudales de más de 4 l/s, es adecuado un recipiente de 10 litros de capacidad que
se llenará en 2½ segundos. Para caudales mayores, un recipiente de 200 litros
puede servir para corrientes de hasta 50 1/s. El tiempo que se tarda en llenarlo se
medirá con precisión, especialmente cuando sea de sólo unos pocos segundos. La
variación entre diversas mediciones efectuadas continuamente proporcionará una
indicación de la exactitud de las consecuencias.
Si la corriente se puede descarriar hacia una tubería de manera que alivie sometida
a presión, el caudal se puede deducir a partir de cálculos del chorro. Si la tubería
se puede colocar de manera que la descarga se efectúe verticalmente hacia arriba,
la altura que alcanza el chorro por encima del extremo de la tubería se puede
medir y el caudal se calcula a partir de una fórmula adecuada tal como se indica
en la Figura 19. Es asimismo posible efectuar estimaciones del caudal a partir de
mediciones de la trayectoria desde tuberías horizontales o en pendiente y desde
tuberías parcialmente llenas, pero las consecuencias son en este tema menos
confiables.
MÉTODO VELOCIDAD/SUPERFICIE.
Este procedimiento depende de la medición de la velocidad media de la corriente
y del área de la sección transversal del canal, calculándose a partir de la fórmula:
http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm#m%C3%A9todo%20velocidadsuperficie
http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm#m%C3%A9todos%20volum%C3%A9tricos
http://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/textos-escrit/textos-escrit.shtml
http://www.monografias.com/trabajos16/metodo-lecto-escritura/metodo-lecto-escritura.shtml
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O(m³/s) = A(m2) x V(m/s)
La unidad métrica es m³/s. Como m³/s es una unidad grande, las corrientes
menores se miden en litros por segundo (1/s).Una forma sencilla de calcular la
velocidad consiste en medir el tiempo que tarda un objeto flotante en recorrer,
corriente abajo, una distancia conocida. La velocidad no es:
FIGURA 01 - Cálculo de la comente en cañerías a partir de la altura de un chorro
vertical (Bos 1976)
a) Napa de agua baja (altura de descarga baja)
Q = 5,47D1,25 H1,35 (1)
Q en metros cúbicos por segundo; D y H en metros.
Si H < 0,4 D utilícese la ecuación (1)
Si H > 1,4 D utilícese la ecuación (2)
Si 0,4D < H < 1,4D calcúlense ambas ecuaciones y tómese la media
b) Chorro
Q = 3,15D1,99 H0,53 (2)
FIGURA 02 - Variación de la velocidad en una corriente
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Otro procedimiento radica en verter en la corriente una cantidad de pigmento muy
penetrante y medir el tiempo en que recorre aguas abajo una distancia conocida.
El colorante debe añadirse rápidamente con un corte neto, para que se desplace
aguas abajo como una nube colorante. Se mide el tiempo que tarda el primer
colorante y el último en llegar al punto de medición aguas abajo, y se utiliza la
media de los dos tiempos para calcular la velocidad media.
En las corrientes turbulentas la nube colorante se dispersa rápidamente y no se
puede observar y medir; es posible usar otros indicadores, ya sean productos
químicos o radioisótopos; se conoce como el método de la dilución. Una solución
del indicador de densidad conocida se añade a la corriente a un ritmo constante
medido y se toman muestras en puntos situados aguas abajo. La concentración de
la muestra tomada aguas abajo se puede comparar con la concentración del
indicador añadido y la dilución es una función del caudal, la cual es posible
calcular.
Una determinación más exacta de la velocidad se puede obtener utilizando un
molinete. En la Figura 21 se ilustran los dos principales tipos de molinete. El de
tipo de taza cónica gira sobre un eje vertical y el de tipo hélice gira sobre un eje
horizontal. En ambos casos la velocidad de rotación es proporcional a la velocidad
de la corriente; se cuenta el número de revoluciones en un tiempo dado, ya sea
con un contador digital o como golpes oídos en los auriculares que lleva el
operador. En las corrientes superficiales se montan pequeños molinetes sobre
barras que sostienen operarios que caminan por el agua (Fotografía 23). Cuando
hay que medir caudales de una avenida en grandes ríos, las lecturas se toman
desde un puente o instalando un cable suspendido por encima del nivel máximo
de la avenida; el molinete se baja por medio de cables con pesas para retenerlo
contra la corriente del río.
FIGURA 03 - Dos tipos de molinete
a) tipo taza cónica
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b) tipo hélice
Un molinete mide la velocidad en un único punto y para calcular la corriente total
hacen falta varias mediciones. El procedimiento consiste en medir y en trazar sobre
papel cuadriculado la sección transversal de la corriente e imaginar que se divide en
franjas de igual ancho como se muestra en la Figura 22. La velocidad media
correspondiente a cada franja se calcula a partir de la media de la velocidad medida a
0,2 y 0,8 de la profundidad en esa franja. Esta velocidad multiplicada por la
superficie de la franja da el caudal de la franja y el caudal total es la suma de las
franjas. El Cuadro 2 muestra cómo se efectuarán los cálculos con respecto a los datos
indicados en la Figura 22. En la práctica, se utilizarían más franjas que el número
indicado en la Figura 22 y en el Cuadro 2. Para aguas poco profundas se efectúa una
única lectura a 0,6 de la profundidad en lugar de la media de las lecturas a 0,2 y 0,8.
A veces la información necesaria con respecto a las corrientes es el caudal máximo y
se puede efectuar una estimación aproximada utilizando el método
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velocidad/superficie. La profundidad máxima del caudal en una corriente se puede a
veces deducir de la altura de los residuos atrapados en la vegetación de los márgenes
o de señales más elevadas de socavación o de depósitos de sedimentos en la orilla.
También es posible instalar algún dispositivo para dejar un registro del nivel
máximo. Para evitar lecturas falsas debidas a la turbulencia de la corriente, se utilizan
pozas de amortiguación, normalmente una tubería con agujeros del lado aguas abajo.
La profundidad máxima del agua se puede registrar sobre una varilla pintada con una
pintura soluble en agua, o a partir de las trazas dejadas en el nivel superior de algún
objeto flotante sobre la superficie del agua en la varilla. Entre otros materiales
utilizados cabe mencionar corcho molido, polvo de tiza o carbón molido. Una vez
que se conoce la profundidad máxima de la corriente, se puede medir el área de la
seccióntransversal correspondiente del canal y calcular la velocidad por alguno de
los métodos descritos, teniendo presente que la velocidad en un caudal elevado suele
ser superior a la de un caudal normal.
FIGURA 04 - Cálculo del caudal de una comente a partir de las mediciones
efectuadas con un molinete. Los cálculos correspondientes a este ejemplo figuran
en el Cuadro.
CUADRO 01 - Cálculo del caudal a partir de las lecturas en el molinete
1 2 3 4 5 6 7 8
Sección
Velocidad del caudal
(m/s)
Profundidad
(m)
Ancho
(m)
Área
(m2)
5x6
Caudal
(m³/s)
4x7
0,2D 0,8D Media
1 - - 0,5 1,3 2,0 2,6 1,30
2 0,8 0,6 0,7 1,7 1,0 1,7 1,19
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3 0,9 0,6 0,75 2,0 1,0 2,0 1,50
4 1,1 0,7 0,9 2,2 1,0 2,2 1,98
5 1,0 0,6 0,8 1,8 1,0 1,8 1,44
6 0,9 0,6 0,75 1,4 1,0 1,4 1,05
7 - - 0,55 0,7 2,0 1,4 0,77
TOTAL 9,23
D es la profundidad de la corriente en el punto medio de cada sección.
CLASIFICACIÓN DE UNA ESTACIÓN DE AFORO
Si se generan mediciones del caudal por el método del molinete cuando el río fluye a
profundidades diferentes, esas mediciones se pueden utilizar para trazar un gráfico
del caudal en comparación con la profundidad de la corriente tal como se muestra en
la Figura 23. La profundidad del flujo de una corriente o de un río se denomina nivel
de agua, y cuando se ha obtenido una curva del caudal con relación al nivel de agua,
la estación de aforo se describe como calibrada. Las estimaciones posteriores del
caudal se pueden obtener midiendo el nivel en un punto de medición permanente y
efectuando lecturas del caudal a partir de la curva de calibrado. Si la sección
transversal de la corriente se modifica a causa de la erosión o de la acumulación de
depósitos, se tendrá que trazar una nueva curva de calibrado. Para trazar la curva, es
necesario tomar mediciones a muchos niveles diferentes del caudal, con inclusión de
caudales poco frecuentes que producen inundaciones. Es evidente que esto puede
requerir mucho tiempo, particularmente si el acceso al lugar es difícil, por lo que es
preferible utilizar algún tipo de vertedero o aforador que no necesite ser calibrado
individualmente, como se analiza más adelante.
FIGURA 05 - Ejemplo de la curva de calibrado de una corriente o río
http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm#clasificaci%C3%B3n%20de%20una%20estaci%C3%B3n%20de%20aforo
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FIGURA 06 - Canales con un área idéntica de sección transversal pueden tener radios
hidráulicos diferentes
FORMULAS EMPÍRICAS PARA CALCULAR LA VELOCIDAD
La velocidad del agua que se desliza en una corriente o en un canal abierto está
determinada por varios factores.
 El gradiente o la pendiente. Si todos los demás factores son iguales, la velocidad de
la corriente aumenta cuando la pendiente es más pronunciada.
 La rugosidad. El contacto entre el agua y los márgenes de la corriente causa una
resistencia (fricción) que depende de la suavidad o rugosidad del canal. En las
corrientes naturales la cantidad de vegetación influye en la rugosidad al igual que
cualquier irregularidad que cause turbulencias.
 Forma. Los canales pueden tener idénticas áreas de sección transversal, pendientes
y rugosidad, pero puede haber diferencias de velocidad de la corriente en función
de su forma. La razón es que el agua que está cerca de los lados y del fondo de una
corriente se desliza más lentamente a causa de la fricción; un canal con una menor
superficie de contacto con el agua tendrá menor resistencia fricción y, por lo tanto,
una mayor velocidad. El parámetro utilizado para medir el efecto de la forma del
canal se denomina radio hidráulico del canal. Se define como la superficie de la
sección transversal dividida por el perímetro mojado, o sea la longitud del lecho y
los lados del canal que están en contacto con el agua. El radio hidráulico tiene, por
consiguiente, una cierta longitud y se puede representar por las letras M o R. A
veces se denomina también radio medio hidráulico o profundidad media hidráulica.
La Figura 24 muestra cómo los canales pueden tener la misma superficie de sección
http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm#formulas%20emp%C3%ADricas%20para%20calcular%20la%20velocidad
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transversal pero un radio hidráulico diferente. Si todos los demás factores son
constantes, cuanto menor es el valor de R menor será la velocidad.
Todas estas variables que influyen en la velocidad de la corriente se han reunido en
una ecuación empírica conocida como la fórmula de Manning, tal como sigue:
Donde:
V es la velocidad media de la corriente en metros por segundo
R es el radio hidráulico en metros (la letra M se utiliza también para designar al radio
hidráulico, con el significado de profundidad hidráulica media)
S es la pendiente media del canal en metros por metro (también se utiliza la
letra i para designar a la pendiente)
n es un coeficiente, conocido como n de Manning o coeficiente de rugosidad de
Manning. En el Cuadro 3 figuran algunos valores correspondientes al flujo de
canales.
En sentido estricto, el gradiente de la superficie del agua debería utilizarse en la
fórmula de Manning; es posible que no sea el mismo gradiente del lecho de la
corriente cuando el agua está subiendo o bajando. Sin embargo, no es fácil medir el
nivel de la superficie con precisión por lo que se suele calcular una media del
gradiente del canal a partir de la diferencia de elevación entre varios conjuntos de
puntos situados a 100 metros de distancia entre ellos.
Otra fórmula empírica sencilla para calcular la velocidad de la corriente es la fórmula
de zanjas colectoras de Elliot, que es la siguiente:
Donde
V es la velocidad media de la corriente en metros por segundo
m es el radio hidráulico en metros
h es la pendiente del canal en metros por kilómetro.
Esta fórmula parte del supuesto de un valor de n de Manning de 0,02 y, por
consiguiente, sólo es adecuada para caudales naturales de corriente libre con escasa
rugosidad.
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CUADRO 02 - Valores del coeficiente n de rugosidad de Manning
a) Canales sin vegetación
Sección transversal uniforme, alineación regular sin guijarros ni
vegetación, en suelos sedimentarios finos
0,016
Sección transversal uniforme, alineación regular, sin guijarros ni
vegetación, con suelos de arcilla duros u horizontes endurecidos
0,018
Sección transversal uniforme, alineación regular, con pocos guijarros,
escasa vegetación, en tierra franca arcillosa
0,020
Pequeñas variaciones en la sección transversal, alineación bastante
regular, pocas piedras, hierba fina en las orillas, en suelos arenosos y
arcillosos, y también en canales recién limpiados y rastrillados
0,0225
Alineación irregular, con ondulaciones en el fondo, en suelo de grava o
esquistos arcillosos, con orillas irregulares o vegetación
0,025
Sección transversal y alineación irregulares, rocas dispersas y grava
suelta en el fondo, o con considerable vegetación en los márgenes
inclinados, o en un material de grava de hasta 150 mm de diámetro
0,030
Canales irregulares erosionados, o canales abiertos en la roca 0,030
(b) Canales con vegetación
Gramíneas cortas (50-150 mm) 0,030-
0,060
Gramíneas medias (150-250 mm) 0,030-
0,085
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Gramíneas largas (250-600 mm) 0,040-
0,150
(c) Canales de corriente natural
Limpios y rectos 0,025-
0,030
Sinuosos, con embalses y bajos 0,033-
0,040
Con muchas hierbas altas, sinuosos 0,075-
0,150
FIGURA 07 - Nomograma para resolver la fórmula de Manning. Si se conocen tres
variables, es posible encontrar la cuarta
Ejemplo: Dado R = 0,3 m, n= 0,03, pendiente = 2% o 0,02 m por m, encontrar la
velocidad V.
Solución: Únase R = 0,3 y n = 0,03 y proyéctese la línea de referencia. Únase el
punto situado en la línea de referencia con la pendiente = 0,02. La intersección de laescala de velocidad da V =2,0 m/s.
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VERTEDEROS DE AFORO
El cálculo del caudal de las corrientes naturales ninguna vez puede ser exacta debido
a que el canal suele ser irregular y por lo tanto es irregular la relación entre nivel y
caudal. Los canales de corrientes naturales están también sometidos a cambios
debidos a erosión o depósitos. Se pueden obtener cálculos más confiables cuando el
caudal pasa a través de una sección donde esos problemas se han limitado. Para ello
se podría simplemente alisar el fondo y los lados del canal, o recubrirlos con
mampostería u hormigón o instalar una estructura construida con ese fin. Existe una
amplia variedad de esos dispositivos, la mayoría idóneos para una aplicación
particular. A continuación se describe una selección de los dispositivos que son
fáciles de instalar y de hacer funcionar con referencia a manuales adecuados para
estructuras más caras o complicadas.
En general las estructuras a través de la corriente que cambian el nivel de aguas
arriba se denominan vertederos y las estructuras de tipo canal se denominan
aforadores, aunque esta distinción no siempre se cumple. Una distinción más
importante es entre dispositivos estándar y no estándar. Un vertedero o aforador
estándar es el que se construye e instala siguiendo especificaciones uniformes y
cuando el caudal puede obtenerse directamente de la profundidad de la corriente
mediante el empleo de diagramas o tablas de aforo, es decir, cuando el aforador ha
sido previamente calibrado. Un vertedero o aforador no estándar es el que necesita
ser calibrado individualmente después de la instalación mediante el empleo del
método velocidad/superficie como cuando se establece el aforo de una corriente.
Existe un conjunto tan amplio de dispositivos estándar que es preferible evitar las
estructuras no normalizadas salvo para hacer cálculos aislados de los caudales de la
corriente utilizando el método velocidad/superficie en un puente o un vado o una
alcantarilla.
La mayor parte de los vertederos están concebidos para una descarga libre sobre la
sección crítica con el fin de que el caudal sea proporcional a la profundidad de la
corriente en el vertedero, pero algunos vertederos pueden funcionar en una situación
denominada sumergida o ahogada, en el que el nivel de aguas abajo interfiere con la
corriente sobre el vertedero. Algunos tipos de vertederos se pueden corregir mediante
la sumersión parcial, pero esto constituye una complicación poco conveniente que
requiere medidas adicionales y más cálculos, por lo que se la debe evitar siempre que
sea posible (Figura 26). Otra variación que también es preferible evitar, es la del
vertedero sin contracción, que es un vertedero instalado en un canal del mismo ancho
que la sección crítica
Vertederos de pared aguda
Las dos tipologías más comunes son el vertedero triangular (con escotadura en V) y
el vertedero rectangular como se muestra en la Figura 28. Debe haber una poza de
http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm#vertederos%20de%20aforo
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amortiguación o un canal de acceso aguas arriba para calmar cualquier turbulencia y
lograr que el agua se acerque al vertedero lenta y suavemente. Para tener mediciones
precisas el ancho del canal de acceso debe equivaler a ocho veces al ancho del
vertedero y debe extenderse aguas arriba 15 veces la profundidad de la corriente
sobre el vertedero. El vertedero debe tener el extremo agudo del lado aguas arriba
para que la corriente fluya libremente tal como se muestra en la Figura 29. A esto se
denomina contracción final, necesaria para aplicar la calibración normalizada.
Para determinar la profundidad de la corriente a través del vertedero, se instala un
medidor en la poza de amortiguación en un lugar en el que se pueda leer fácilmente.
El cero del medidor fija el nivel en el punto más bajo de la escotadura. El medidor
debe instalarse bastante detrás de la escotadura para que no se vea afectado por la
curva de descenso del agua a medida que el agua se acerca a la misma.
FIGURA 08 - Corriente libre y corriente sumergida sobre un vertedero de pared
aguda.
CORRIENTE LIBRE
CORRIENTE SUMERGIDA
FIGURA 09 - Corriente libre con contracción final y corriente controlada con
contracción en el vertedero en un canal.
FIGURA 10 - Medición del caudal con vertederos de pared aguda.
(a) vertedero con escotadura en V de 90°
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(b) vertedero con escotadura rectangular
FIGURA 11 - Los vertederos con pared aguda deben tener el extremo agudo aguas
arriba.
Los vertederos con escotadura en V son portátiles y sencillos de instalar de manera
temporal o permanente. La forma en V significa que son más sensibles a un caudal
reducido, pero su ancho aumenta para ajustarse a caudales mayores. El ángulo de la
escotadura es casi siempre de 90°, pero se dispone de diagramas de calibración para
otros ángulos, 60°, 30° y 15°, cuando es necesario aumentar la sensibilidad. En el
Cuadro 4 Figuran los valores del caudal a través de pequeños vertederos con
escotadura en V de 90°.
Para caudales mayores el vertedero rectangular es más adecuado porque el ancho se
puede elegir para que pase el caudal previsto a una profundidad adecuada. En el
Cuadro 5 se indican los caudales por metro de longitud de la cresta, por lo que se
puede aplicar a los vertederos rectangulares de cualquier tamaño.
Otros vertederos con pared delgada
Automatización y Control Industrial 
En algunos vertederos se combinan las características de la escotadura en V y de la
escotadura rectangular. El vertedero Cipolletti tiene una cresta horizontal como una
escotadura rectangular y lados en pendiente, sin embargo, para instalaciones
sencillas, esto no aporta ninguna ventaja con respecto a la escotadura rectangular.
El vertedero compuesto se utiliza a veces cuando hace falta una medición sensible de
caudales reducidos a través de la escotadura en V y se necesitan también mediciones
de caudales grandes a través de la escotadura rectangular. El diseño y la calibración
más complicados implican que este tipo de vertedero se limite a estudios
hidrológicos complejos.
Vertederos de pared ancha
En las corrientes o ríos con gradientes suaves, puede resultar difícil instalar
vertederos con pared aguda que requieren un rebose libre de aguas abajo. La otra
posibilidad está constituida por los vertederos que pueden funcionar parcialmente
sumergidos. Sirva de ejemplo el vertedero triangular del Departamento de
Agricultura de los Estados Unidos representado en las Fotografías 24 y 25. Se trata
de un vertedero casi normalizado en el sentido de que se dispone de tablas de aforo
(USDA 1979), pero el aforo está influido por la velocidad de llegada y la calibración
debe verificarse por medio de mediciones efectuadas con un molinete. Otro ejemplo,
que podría igualmente denominarse aforador o vertedero, se indica en la Fotografía
26 y requiere igualmente la calibración con un molinete.
CUADRO 03 - Caudales por encima de un vertedero de escotadura en V de 90° (de 
USDI 1975).
Carga
(mm)
Caudal
(l/s)
40 0,441
50 0,731
60 1,21
70 1,79
80 2,49
90 3,34
Automatización y Control Industrial 
100 4,36
110 5,54
120 6,91
130 8,41
140 10,2
150 12,0
160 14,1
170 16,4
180 18,9
190 21,7
200 24,7
210 27,9
220 31,3
230 35,1
240 38,9
250 43,1
260 47,6
Automatización y Control Industrial 
270 52,3
280 57,3
290 62,5
300 68,0
350 100,0
CUADRO 04 - Caudales por encima de un vertedero rectangular con contracciones 
finales (de USDI 1975).
Carga
(mm)
Caudal (l/s) por metro de longitud de cresta
30 9,5
40 14,6
50 20,4
60 26,7
70 33,6
80 40,9
90 48,9
100 57,0
110 65,6
Automatización y Control Industrial 
120 74,7
130 84,0
140 93,7
150 103,8
160 114,0
170 124,5
180 136,0
190 146,0
200 158,5210 169,5
220 181,5
230 193,5
240 205,5
250 218,5
260 231,0
270 244,0
280 257,5
Automatización y Control Industrial 
290 271,0
300 284,0
310 298,0
20 311,5
330 326,0
340 340,0
350 354,0
360 368,5
370 383,5
380 398,0
FIGURA 12 - Un vertedero Cipolletti
FIGURA 13 - Un vertedero compuesto
VI. MEDIDORES DE CABEZA VARIABLE 
http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml#cabeza
Automatización y Control Industrial 
El principio básico de estos contadores es que cuando una corriente de fluido se
restringe, su presión disminuye por una cantidad que depende de la velocidad de
flujo a través de la restricción, por lo tanto la diferencia de presión entre los puntos
antes y después de la restricción puede utilizarse para indicar la velocidad del flujo.
Los tipos más comunes de medidores de cabeza variable son el tubo Venturi, la placa
orificio y el tubo de flujo.
FIGURA 14 - Tubo Venturi.
El Tubo de Venturi fue creado por el físico e inventor italiano Giovanni Battista
Venturi (1.746 – 1.822). Fue profesor en Módena y Pavía. En Paris y Berna, ciudades
donde vivió mucho tiempo, estudió cuestiones teóricas relacionadas con el calor,
óptica e hidráulica.
En este último campo fue que reveló el tubo que lleva su nombre. Según él este era
un dispositivo para medir el gasto de un fluido, es decir, la cantidad de flujo por
unidad de tiempo, a partir de una diferencia de presión entre el lugar por donde entra
la corriente y el punto, calibrable, de mínima sección del tubo, en donde su parte
ancha final actúa como difusor.
DEFINICIÓN
El Tubo de Venturi es un dispositivo que ocasiona una merma de presión al pasar por
él un fluido. En esencia, éste es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos
cónicos. La presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así, al colocar un
manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la caída de
presión y calcular el caudal instantáneo, o bien, uniéndola a un depósito carburante,
se puede introducir este combustible en la corriente principal.
Las extensiones del Tubo de Venturi para medición de caudales, tal como las
estableció Clemens Herschel, son por lo general las que indica la figura 1. La entrada
es una tubería corta recta del mismo diámetro que la tubería a la cual va unida.
El cono de acceso, que forma el ángulo a1, conduce por una curva suave a la
garganta de diámetro d1. Un largo cono divergente, que tiene un ángulo a2, restaura
la presión y hace expansionar el fluido al pleno diámetro de la tubería. El diámetro
de la garganta varía desde un tercio a tres cuartos del diámetro de la tubería.
http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml
http://www.monografias.com/trabajos27/profesor-novel/profesor-novel.shtml
Automatización y Control Industrial 
FIGURA 15 - Diagrama
La presión que antecede al cono de entrada se comunica a través de múltiples
aberturas a una abertura anular llamada anillo piezométrico. De modo análogo, la
presión en la garganta se transmite a otro anillo piezométrico. Una sola línea de
presión sale de cada anillo y se conecta con un manómetro o registrador. En algunos
diseños los anillos piezométricos se sustituyen por sencillas uniones de presión que
conducen a la tubería de entrada y a la garganta.
La principal superioridad del Vénturi estriba en que sólo pierde un 10 - 20% de la
diferencia de presión entre la entrada y la garganta. Esto se consigue por el cono
divergente que desacelera la corriente.
Es significativo conocer la relación que hay entre los distintos diámetros que tiene el
tubo, ya que dependiendo de los mismos es que se va a obtener la presión deseada a
la entrada y a la salida del mismo para que pueda cumplir la función para la cual está
construido. Esta relación de diámetros y distancias es la base para realizar los
cálculos para la construcción de un Tubo de Venturi y con los conocimientos del
caudal que se desee pasar por él.
Deduciendo se puede decir que un Tubo de Venturi típico consta, como ya se dijo
anteriormente, de una admisión cilíndrica, un cono convergente, una garganta y un
cono divergente. La entrada convergente tiene un ángulo incluido de alrededor de
21º, y el cono divergente de 7º a 8º.
La finalidad del cono divergente es reducir la pérdida global de presión en el
medidor; su eliminación no tendrá efecto sobre el coeficiente de descarga. La presión
se detecta a través de una serie de agujeros en la admisión y la garganta; estos
agujeros conducen a una cámara angular, y las dos cámaras están conectadas a un
sensor de diferencial de presión.
FUNCIONAMIENTO DE UN TUBO DE VENTURI
Automatización y Control Industrial 
En el Tubo de Venturi el flujo a partir de la tubería principal en la sección 1 se hace
acelerar a través de la sección angosta llamada garganta, donde disminuye la presión
del fluido. Después se expande el flujo a través de la porción divergente al mismo
diámetro que la tubería principal. En la pared de la tubería en la sección 1 y en la
pared de la garganta, a la cual llamaremos sección 2, se encuentran ubicados
ramificadores de presión. Estos se encuentran unidos a los dos lados de un
manómetro diferencial de tal forma que la deflexión h es una indicación de la
diferencia de presión p1 – p2. Por supuesto, pueden utilizarse otros tipos de
medidores de presión diferencial.
La ecuación de la energía y la ecuación de continuidad pueden utilizarse para derivar
la relación a través de la cual podemos calcular la velocidad del flujo. Utilizando las
secciones 1 y 2 en la fórmula 2 como puntos de referencia, podemos escribir las
siguientes ecuaciones:
(1)
Q = A1v1 = A2v2 (2)
Estas ecuaciones son válidas solamente para fluidos incomprensibles, en el caso de
los líquidos. Para el flujo de gases, debemos dar especial atención a la variación del
peso específico  con la presión. La reducción algebraica de las ecuaciones 1 y 2 es
como sigue:
http://www.monografias.com/trabajos14/deficitsuperavit/deficitsuperavit.shtml
http://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teo
http://www.monografias.com/trabajos13/sumato/sumato.shtml#SOLUCION
Automatización y Control Industrial 
Se pueden llevar a cabo dos reducciones en este momento. Primero, la diferencia de
elevación (z1-z2) es muy pequeña, aun cuando el medidor se encuentre instalado en
forma vertical. Por lo tanto, se desprecia este término. Segundo, el termino hl es la
perdida de la energía del fluido conforme este corre de la sección 1 a la sección 2.
El valor hl debe determinarse en forma experimental. Pero es más conveniente
modificar la ecuación (3) eliminando h1 e introduciendo un coeficiente de descarga
C:
La ecuación (4) puede utilizarse para calcular la velocidad de flujo en la garganta del
medidor. Sin embargo, usualmente se desea calcular la velocidad de flujo
del volumen.
Puesto que , tenemos:
http://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml
Automatización y Control Industrial 
El valor del coeficiente C depende del número de Reynolds del flujo y de
la geometría real del medidor. La siguiente figura muestra una curva típica de C Vs
número de Reynolds en la tubería principal.
La referencia 3 recomienda que C = 0.984 para un Tubo Vénturi fabricado o fundido
con las siguientes condiciones:
La referencia 3, 5 y 9 proporcionan información extensa sobre la selección adecuada
y la aplicación de los Tubos de Venturi.
http://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtml
http://www.monografias.com/trabajos28/geometria/geometria.shtml
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La ecuación (14-5) se utiliza para la boquilla de flujo y para el orificio, así como
también para el Tubo de Venturi.
APLICACIONES TECNOLÓGICASDE UN TUBO DE VENTURI
El Tubo Vénturi puede tener diversas aplicaciones entre las cuales se pueden
mencionar:
En la Industria Automotriz: en el carburador del carro, el uso de éste se pude
observar en lo que es la Alimentación de Combustible. Los motores requieren aire y
combustible para funcionar. Un litro de gasolina necesita aproximadamente 10.000
litros de aire para quemarse, y debe existir algún mecanismo dosificador que permita
el ingreso de la mezcla al motor en la proporción correcta. A ese dosificador se le
denomina carburador, y se basa en el principio de Vénturi: al variar el diámetro
interior de una tubería, se aumenta la velocidad del paso de aire.
TUBO DE VÉNTURI
Al instalar dicha placa en forma concéntrica dentro de una tubería, esta genera que el
flujo se contraiga de repente conforme se aproxima al orificio y después se expande
de repente al diámetro total de la tubería. La corriente que fluye a través del orificio
forma una vena contracta y la rápida velocidad del flujo resulta en una disminución
de presión hacia abajo desde el orificio.
El valor real del coeficiente de descarga C depende de la ubicación de las
ramificaciones de presión, igualmente es afectado por las variaciones en
la geometría de la orilla del orificio. El valor de C es mucho más bajo que el del tubo
Venturi o la boquilla de flujo puesto que el fluido se fuerza a realizar una contracción
repentina seguida de una expansión repentina.
Algunos tipos de placas orificios son los siguientes:
http://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtml
http://www.monografias.com/trabajos10/geom/geom.shtml
http://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtml
http://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtml
http://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtml
http://www.monografias.com/Salud/Nutricion/
http://www.monografias.com/trabajos16/industria-ingenieria/industria-ingenieria.shtml
Automatización y Control Industrial 
La concéntrica sirve para líquidos, la excéntrica para los gases donde los cambios de
presión implican condensación, cuando los fluidos contienen un alto porcentaje de
gases disueltos.
La gran ventaja de la placa de orificio en comparación con los otros elementos
primarios de medición, es que debido a la pequeña cantidad de material y al tiempo
relativamente corto de maquinado que se requiere en su manufactura, su costo llega a
ser comparativamente bajo, aparte de que es fácilmente reproducible, fácil de instalar
y desmontar y de que se consigue con ella un alto grado de exactitud. Además que no
retiene muchas partículas suspendidas en el fluido dentro del orificio.
El uso de la placa de orificio es inadecuado en la medición de fluidos con sólidos en
suspensión pues estas partículas se pueden acumular en la entrada de la placa.,
el comportamiento en su uso con fluidos viscosos es errático pues la placa se calcula
para una temperatura y una viscosidad dada y produce las mayores pérdidas de
presión en comparación con los otros elementos primarios.
Las mayores desventajas de este medidor son su capacidad limitada y la perdida de
carga ocasionada tanto por los residuos del fluido como por las pérdidas de energía
que se producen cuando se forman vórtices a la salida del orificio.
PLACA ORIFICIO
BOQUILLA O TOBERA DE FLUJO
Es una contracción progresiva de la corriente de flujo seguida de una sección
cilíndrica recta y corta. Debido a la contracción pareja y gradual, existe una pérdida
muy pequeña. A grandes valores de Reynolds (106) C es superior a 0.99.
La tobera de flujo, es un instrumento de medición que permite medir diferencial de
presiones cuando la relación de ß, es demasiado alta para la placa orificio, esto es,
http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml
http://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/manufact-esbelta/manufact-esbelta.shtml
Automatización y Control Industrial 
cuando la velocidad del flujo es mucho mayor y las pérdidas empiezan a hacerse
notorias. Luego, al instalar un medidor de este tipo se logran mediciones mucho más
exactas. Además este tipo de medidor es útil para fluidos con muchas partículas en
suspensión o sedimentos, su forma hidrodinámica evita que sedimentos transportados
por el fluido queden adheridos a la tobera.
Boquilla o tobera de flujo.
La instalación de este medidor requiere que la tubería donde se vaya a medir caudal,
este en línea recta sin importar la orientación que esta tenga.
Recuperación de la presión: La caída de presión es proporcional a la pérdida de
energía. La cuidadosa alineación del tubo Venturi y a expansión gradual larga
después de la garganta provoca un muy pequeño exceso de turbulencia en la
corriente de flujo. Por lo tanto, la pérdida de energía es baja y la recuperación de
presión es alta. La falta de una expansión gradual provoca que la boquilla tenga una
recuperación de presión más baja, mientras que la correspondiente al orificio es aún
más baja. La mejor recuperación de presión se obtiene en el tubo de flujo.
VII. MEDIDORES DE ÁREA VARIABLE 
 ROTÁMETRO
El rotámetro es un contador de área variable que consta de un tubo transparente
que se amplia y un medidor de "flotador" (más pesado que el líquido) el cual se
http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml#medidores
http://www.monografias.com/trabajos35/hidrostatica-hidrodinamica/hidrostatica-hidrodinamica.shtml
Automatización y Control Industrial 
desplaza hacia arriba por el flujo ascendente de un fluido en la tubería. El tubo
se encuentra graduado para leer directamente el caudal. La ranura en el flotador
hace que rote y, por consiguiente, que mantenga su posición central en el tubo.
Entre mayor sea el caudal, mayor es la altura que asume el flotador.
 FLUXOMETRO DE TURBINA
El fluido genera que el rotor de la turbina gire a una velocidad que depende de la
velocidad de flujo. Conforme cada una de las aspas de rotor pasa a través de una
bobina magnética, se genera un pulso de voltaje que puede alimentarse de un
medidor de frecuencia, un contador electrónico u otro dispositivo similar cuyas
lecturas puedan convertirse en velocidad de flujo. Velocidades de flujo desde
0.02 L/min hasta algunos miles de L/min se pueden medir con fluxómetros de
turbina de varios tamaños.
 FLUXOMETRO DE VORTICE
Una obstrucción chata situada en la corriente del flujo genera la creación de
vórtices y se derrama del cuerpo a una frecuencia que es proporcional a la
velocidad del flujo. Un sensor en el fluxómetro detecta los vórtices y genera una
indicación en la lectura del dispositivo medidor.
 Esta imagen muestra un esbozo del fenómeno de derramamiento de vórtice. La
forma del cuerpo chato, también llamada elemento de derramamiento de vórtice,
puede variar de fabricante a fabricante. Conforme el flujo se aproxima a la cara
frontal del elemento de derramamiento, este se divide en dos corrientes. El
fluido cerca del cuerpo tiene una velocidad baja en relación con la
correspondiente en las líneas de corrientes principales.
 La diferencia en velocidad provoca que se generen capas de corte las cuales
eventualmente se rompen en vórtices en forma alternada sobre los dos lados del
Automatización y Control Industrial 
elemento de derramamiento. La frecuencia de los vórtices creados es
directamente proporcional a la velocidad del flujo y, por lo tanto, a la frecuencia
del flujo del volumen.
 Unos sensores colocados dentro del medidor detectan las variaciones de presión
alrededor de los vórtices y generan una señal de voltaje que varía a la misma
frecuencia que la de derramamiento del vórtice. La señal de salida es tanto un
cadena de pulsos de voltaje como una señal analógica de cd (corriente directa).
Los sistemas de instrumentación estándar con frecuencia utilizanuna señal
analógica que varía desde 4 hasta 20 mA cd (mili amperes de cd). Para la salida
de pulso el fabricante proporciona un fluxómetro de factor-K que indica los
pulsos por unidad de volumen a través del medidor.
 Los medidores de vórtice pueden utilizarse en una amplia variedad de fluidos
incluyendo líquidos sucios y limpios, así como gases y vapor.
FLUXOMETROS DE VELOCIDAD
Unos dispositivos disponibles comercialmente calculan la velocidad de un fluido
en un lugar específico más que una velocidad promedio.
TUBO PITOT
Cuando un fluido en movimiento es obligado a pararse debido a que se
encuentra un objeto estacionario, se genera una presión mayor que la presión de
la corriente del fluido. La magnitud de esta presión incrementada se relaciona
con la velocidad del fluido en movimiento. El tubo Pitot es un tubo hueco puesto
de tal forma que los extremos abiertos apuntan directamente a la corriente del
fluido. La presión en la punta provoca que se soporte una columna del fluido. El
fluido en o dentro de la punta es estacionario o estancado llamado punto de
estancamiento.
 Utilizando la ecuación de la energía para relacionar la presión en el punto de
estancamiento con la velocidad de fluido: si el punto 1 está en la corriente quieta
delante del tubo y el punto s está en el punto de estancamiento, entonces,
 p1 = presión estática en la corriente de fluido principal
 p1/g = cabeza de presión estática
http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtml
http://www.monografias.com/trabajos7/inba/inba.shtml
http://www.monografias.com/trabajos/multimediaycd/multimediaycd.shtml
http://www.monografias.com/trabajos10/humed/humed.shtml
Automatización y Control Industrial 
 p1 = presión de estancamiento o presión total
 ps/ g = cabeza de presión total
 v1²/ 2g = cabeza de presión de velocidad
 Solo se requiere la diferencia entre la presión estática y la presión de
estancamiento para calcular la velocidad, que en forma simultánea se mide con
el tubo pitot estático.
 FLUXOMETRO ELECTROMAGNÉTICO
Su principio de cálculo está basado en la Ley de Faraday, la cual expresa que al
pasar un fluido conductivo a través de un campo magnético, se produce una
fuerza electromagnética (F.E.M.), directamente proporcional a la velocidad del
mismo, de donde se puede deducir también el caudal.
Está formado por un tubo, revestido interiormente con material aislante. Sobre
dos puntos diametralmente opuestos de la superficie interna se colocan dos
electrodos metálicos, entre los cuales se genera la señal eléctrica de medida. En
la parte externa se colocan los dispositivos para generar el campo magnético, y
todo se recubre de una protección externa, con diversos grados de seguridad.
El flujo completamente sin obstrucciones es una de las ventajas de este medidor.
El fluido debe ser ligeramente conductor debido a que el medidor opera bajo el
principio de que cuando un conductor en movimiento corta un campo
magnético, se induce un voltaje.
 Los componentes principales incluyen un tubo con un material no conductor,
dos bobinas electromagnéticas y dos electrodos, alejados uno del otro, montados
a 180° en la pared del tubo. Los electrodos detectan el voltaje generado en el
http://www.monografias.com/trabajos/seguinfo/seguinfo.shtml
http://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtml#ca
http://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtml
Automatización y Control Industrial 
fluido. Puesto que le voltaje generado es directamente proporcional a la
velocidad del fluido, una mayor velocidad de flujo genera un voltaje mayor. Su
salida es completamente independiente de la temperatura, viscosidad, gravedad
específica o turbulencia. Los tamaños existentes en el mercado van desde 5 mm
hasta varios metros de diámetro.
 FLUXOMETRO DE ULTRASONIDO
 
Consta de unas Sondas, que trabajan por pares, como emisor y receptor. La placa
piezo-cerámica de una de las sondas es excitada por un impulso de tensión,
generándose un impulso ultrasónico que se propaga a través del medio líquido a
medir, esta señal es recibida en el lado opuesto de la conducción por la segunda
sonda que lo transforma en una señal eléctrica.
El convertidor de medida determina los tiempos de propagación del sonido en
sentido y contrasentido del flujo en un medio líquido y calcula su velocidad de
circulación a partir de ambos tiempos. Y a partir de la velocidad se determina el
caudal que además necesita alimentación eléctrica.
Hay dos tipos de medidores de flujo por ultrasonidos:
 DOPPLER: Miden los cambios de frecuencia causados por el flujo del líquido.
Se colocan dos sensores cada uno a un lado del flujo a medir y se envía una
señal de frecuencia conocida a través del líquido. Sólidos, burbujas y
discontinuidades en el líquido harán que el pulso enviado se refleje, pero como
el líquido que causa la reflexión se está moviendo la frecuencia del pulso que
retorna también cambia y ese cambio de frecuencia será proporcional a la
velocidad del líquido.
http://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtml
http://www.monografias.com/trabajos5/elso/elso.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/ladrillocolomb/ladrillocolomb.shtml
Automatización y Control Industrial 
 TRÁNSITO: Tienen transductores colocados a ambos lados del flujo. Su
configuración es tal que las ondas de sonido viajan entre los dispositivos con una
inclinación de 45 grados respecto a la dirección de flujo del líquido.
La velocidad de la señal que viaja entre los transductores aumenta o disminuye
con la dirección de transmisión y con la velocidad del líquido que está siendo
medido Tendremos dos señales que viajan por el mismo elemento, una a favor de
la corriente y otra en contra de manera que las señales no llegan al mismo
tiempo a los dos receptores.
Se puede hallar una relación diferencial del flujo con el tiempo transmitiendo la
señal alternativamente en ambas direcciones. La medida del flujo se realiza
determinando el tiempo que tardan las señales en viajar por el flujo.
Características:
 Temperatura ambiente 0º 55º
 Temperatura de almacenamiento -20º 150º
 Humedad <80%
 Temperatura del líquido 20º 150º
 Máx. presión de conexión 25 bar
 Las medidas no se ven afectadas por la presencia de sustancias químicas,
partículas contaminantes..
 Tienen un alto rango dinámico
 Diseño compacto y pequeño tamaño
 Costes de instalación y mantenimiento pequeños
 Las medidas son independientes de la presión y del líquido a medir
 No se producen pérdidas de presión debido al medidor
 No hay riesgos de corrosión en un medio agresivo
 Aunque el precio no es bajo, sale rentable para aplicaciones en las que se
necesite gran sensibilidad (flujos corporales) o en sistemas de alta presión.
http://www.monografias.com/trabajos16/fijacion-precios/fijacion-precios.shtml#ANTECED
http://www.monografias.com/trabajos35/tipos-riesgos/tipos-riesgos.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/mantenimiento-industrial/mantenimiento-industrial.shtml
http://www.monografias.com/trabajos12/dispalm/dispalm.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/medio-ambiente-venezuela/medio-ambiente-venezuela.shtml
http://www.monografias.com/trabajos36/signos-simbolos/signos-simbolos.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtml
http://www.monografias.com/trabajos5/elso/elso.shtml#ondas
Automatización y Control Industrial 
 Operan en un gran rango de temperaturas (-10º a 70º) (-30º 180º)[3]dependiendo
del sensor y se ofrece la posibilidad de comprar sensores con características
especiales para aplicaciones concretas.
 Las medidas son no invasivas (especialmente importantes cuando hablamos del
cuerpo humano)
 Ofrecen una alta fiabilidad y eficiencia
VIII. TIPOS DE SENSORES DE CAUDAL. 
Entre estos tenemos:Presión Diferencial 
 Placa de Orifio 
 Tobera de Flujo 
 Tobera Venturi
 Tubo de Venturi 
 Tubo de Dall 
 Cuña de Flujo
 Tubo de Pitot 
 Tubo de Annubar 
Área Variable 
 Rotámetro 
 Cilindro y Pistón 
Velocidad 
 Turbina 
 Ultrasónico 
Fuerza 
 Placa de Impacto 
 Tensión Inducida
 Medidor Magnético
Desplazamiento Positivo
 Disco Giratorio 
 Pistón Oscilante
 Pistón Alternativo 
 Medidor Rotativo: ciloidal, birrotor, oval, paleta 
Torbellino 
http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml#tipos
Automatización y Control Industrial 
 Frecuencia
 Ultrasónico
 Capacitancia
Debido a que hay muchos fabricantes de los medidores de velocidad, se pueden
hallar los elementos secundarios de registro de caudales en varias presentaciones. A
continuación se señalaran algunos de los más usuales: 
 MECANICO NUMERICO: Este registradores consta de una caratula que
registra, tanto el total del volumen de agua que pasa por el conducto en
determinado tiempo, como el gasto instantáneo que pasa en ese momento.
 MECANICO GRÁFICO: El registrador mecánico gráfico es aquel que nos
proporciona los datos en una carátula, con elementos secundarios como el
graficador de tambor, parecido a los que se usan en registros de
precipitaciones.
 DlGlTAL NUMÉRICO: Algunos de los medidores de este tipo cuentan con
este registrador de datos, es muy práctico ya que puede entregarnos datos
almacenados por días, semanas y meses. Además de poder contar con los
datos de gasto en diferentes unidades, tal como pueden ser lps. m3/s, etcétera.
IX. ANEXOS 
ANEXOS
COMPARATIVA DE LOS DISTINTOS SENSORES DE FLUJO
Sensor de flujo
Orificio
Tubo Venturi
Tubo Pitot
http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml#anex
Automatización y Control Industrial 
Turbina
Electromagnet.
Ultrasonic. (Doppler)
Ultrasonic. (Time-of-travel)
X. CONCLUSIONES 
Tener en cuenta que los Medidores de Flujos son dispositivos, el cual pueden ser
utilizado en muchas aplicaciones tecnológicas y aplicaciones de la vida diaria, en
donde conociendo su funcionamiento y su principio de operación se puede entender
de una manera más clara la forma en que este nos puede ayudar para solventar o
solucionar problemas o situaciones con las cuales son comunes e
http://www.monografias.com/trabajos15/calidad-serv/calidad-serv.shtml#PLANT
http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml#conclu
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Reconocer que con la ayuda de un medidor de flujo se pueden diseñar equipos para
aplicaciones específicas o hacerle mejoras a equipos ya construidos y que estén
siendo utilizados por empresas, en donde se desee mejorar su capacidad de trabajo
utilizando menos consumo de energía, menos espacio físico y en general muchos
aspectos que le puedan disminuir pérdidas o gastos excesivos a la empresa en donde
estos sean necesarios.
El Tubo de Venturi es un dispositivo que por medio de cambios de presiones puede
crear condiciones adecuadas para la realización de actividades que nos mejoren el
trabajo diario, como lo son sus aplicaciones tecnológicas.
XI. BIBLIOGRAFÍA 
 Teoría de la medición de caudales y volúmenes de agua e instrumental
necesario disponible en el mercado. Luis García Gutiérrez. Tres Cantos –
Madrid, 2001.
 Boletín Inia N° 28 ISSN 0717 – 4829. Marco Antonio Bello U. Maria Teresa
Pino Q. Punta Arenas, Chile, 2000.
http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml#biblio
http://www.monografias.com/trabajos/fintrabajo/fintrabajo.shtml
http://www.monografias.com/trabajos/fintrabajo/fintrabajo.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/empre/empre.shtml
http://www.monografias.com/trabajos10/rega/rega.shtml#ga
http://www.monografias.com/trabajos35/consumo-inversion/consumo-inversion.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/empre/empre.shtml
Automatización y Control Industrial 
 Vargas, Juan Carlos. "Manual de Mecánica para no Mecánicos". Intermedios
Editores. Colombia, 1999.
 Bolinaga, Juan. "Mecánica elemental de los fluidos". Fundación Polar.
"Universidad Católica Andrés". Caracas, 1992.
 Avallone, Eugene A. "Manual de Ingeniero Mecánico". Tomo 1 y 2.
Novena Edición. Mc Graw Hill. Mexico, 1996. 
 Mott, Robert. "Mecánica de los Fluidos". Cuarta Edición. Prentice Hall. México,
1996.
XII. APÉNDICE 
Aforo.
Medición del caudal de un río o corriente.
Aforo esporádico.
Medición del caudal de un río o corriente de manera eventual.
Año hidrológico.
Período de doce meses que comprende un ciclo hidrológico completo, partiendo del
mes en que se observan los valores mínimos.
Cablevía.
http://www.monografias.com/trabajos/histomex/histomex.shtml
http://www.monografias.com/trabajos35/newton-fuerza-aceleracion/newton-fuerza-aceleracion.shtml
http://www.monografias.com/trabajos901/nuevas-tecnologias-edicion-montaje/nuevas-tecnologias-edicion-montaje.shtml
http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml
http://www.monografias.com/trabajos13/admuniv/admuniv.shtml
http://www.monografias.com/trabajos12/moviunid/moviunid.shtml
http://www.monografias.com/trabajos13/verpro/verpro.shtml
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Conjunto de cable y carrito deslizante desde el cual se realizan los aforos por
suspensión.
Caudal.
Volumen de agua que pasa a través de una sección transversal del río en la unidad de
tiempo.
Medidores Caudal: Magnético.
En el caso del medidor electromagnético de flujo, la corriente de agua que se mide es
el conductor, y el campo magnético se produce con una serie de bobinas magnéticas.
Medidores Caudal: Indirectos.
Escalas con las que se mide el tirante del agua en el canal de sección triangular,
trapezoidal o rectangular, permitiendo definir por cálculo, mediante una fórmula
hidráulica previamente establecida, el caudal correspondiente.
Medidores de Espesores.
El medidor de es utilizado para mediciones básicas, como por ejemplo, medir el
grosor de una capa de pintura, ya que es muy simple de utilizar.
Medidores de Flujo.
Medidor de flujo es un instrumento utilizado especialmente para detectar la cantidad
de flujo másico que pasa a través de una tubería. También suelen llamarlos:
Medidores de caudal, flujometros o caudalimetros.
Estos operan con una gran cantidad de principios, su función está en la precisión
requerida de las lecturas, así como de su mantenimiento y costo.
Caudal medio diario.
Volumen de agua que pasa a través de una sección transversal del río durante el día
dividido por el número de segundos del día.
Caudal medio mensual.
Media aritmética de los caudales medios diarios del mes.
Caudal medio anual.
Media aritmética de los caudales medios diarios del año.
Caudal máximo instantáneo.
Mayor caudal registrado instantáneamente en un período determinado. Este período
puede ser un mes, un año o todo el registro.
Caudal máximo diario.
Mayor caudal diario registrado en un período determinado. Este período puede ser un
mes, un año o todo el registro.
Caudal mínimo diario.
Caudal promedio diario más bajo registrado en un mes, un año o todo el registro.
Confluencia.
Unión o lugar de unión de dos o más cursos de agua.
Escorrentía.
Volumen de agua que pasa por una sección de un río o corriente durante un período
de tiempo. El período de tiempo generalmente usado es de un mes o un año.
Estación limnigráfica o fluviográfica.
Estación para la determinación de caudales por medio de registro gráfico continúo de
los niveles de agua.
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Estación limnimétrica o fluviométrica.
Estación para la determinación de caudales por medio de lecturas periódicas sobre
una regla graduada llevadas a cabo por un observador. La frecuencia de las lecturas
es de dos veces por día.
Gasto sólido.
Volumen de sedimento que pasa a través de una sección transversal del río en un
periodo de tiempo determinado. Se expresa en t/d,t/mes y t/año.
Limnígrafo.
Aparato que registra gráficamente las fluctuaciones de los niveles de agua en forma
continua.
Limnímetro.
Regla graduada que se instala en el río para leer las fluctuaciones de los niveles de
agua.
Media aritmética.
Suma de un conjunto de valores dividido por su número, o suma de un conjunto de
variables aleatorias dividida por el número de veces que aparecen.
Sedimento.
Material fragmentado transportado por el agua desde el lugar de origen al lugar de
deposición.
Sedimento suspendido.
Material acarreado en suspensión por el agua, el cual se deposita en el fondo cuando
el agua pierde velocidad.
Caudales (m3/seg, litros/seg).
Que, aunque se trata de un dato instantáneo, pueden referirse al valor medio de
distintos periodos de tiempo.
Caudales diarios.
Pueden corresponder a la lectura diaria de una escala limnimétrica o corresponder a
la ordenada media del gráfico diario de un limnígrafo.
Aportación.
Normalmente referida a un año, aportación anual, aunque a veces la referimos a un
mes, aportación mensual. Es el volumen de agua aportado por el cauce en el punto
considerado durante un año o un mes (Hm3).
Caudal específico.
Caudal por unidad de superficie. Representa el caudal aportado por cada km2 de
cuenca. Se calcula dividiendo el caudal (normalmente el caudal medio anual) por la
superficie de la cuenca o subcuenca considerada (litros/seg.km2). Nos permite
comparar el caudal de diversas cuencas, siendo sus superficies distintas. Las áreas de
montaña proporcionan más de 20 litros/seg.km2, mientras que, en las partes bajas de
la misma cuenca se generan solamente 4 o 5 litros/eg.km2.
Lámina de agua equivalente
Es el espesor de la lámina de agua que se obtendría repartiendo sobre toda la cuenca
el volumen de la aportación anual (Unidades: milímetros o metros). Se obtiene
dividiendo la aportación anual por la superficie de la cuenca. Es útil especialmente
cuando queremos comparar la escorrentía con las precipitaciones
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